IOW Logo

Die Probenvorbereitung

Um die Analysenzeit bestmöglich zu nutzen, ist eine sehr gute Probenvorbereitung nötig. Proben die den Anforderungen augenscheinlich nicht genügen, werden nicht analysiert.

Potentielle Probenmaterialien

Trockene, feste organische und anorganische (inklusive metallische) Materialien können untersucht werden. Dazu gehören z.B:

  • Mikroorganismen und Partikel auf Filtern.
  • Dünnschnitte oder polierte Schnitte von Probenmaterialien.
  • Dünnschnitte oder polierte Schnitte von in Harz eingebetteten Proben. Dabei ist zu beachten, dass nicht jedes Harz nutzbar ist. Hochvakuumfeste Harze sind anzuwenden.

Potentielle Probenabmessungen

Unterschiedliche Probenhalter stehen zur Verfügung. Runde Proben unterschiedlicher Durchmesser (2.54 cm, 1.25 cm, 1 cm, 0.5 cm) können damit in das NanoSIMS gebracht werden. Der äußere Millimeter der Probe ist dabei unter der Halterung verborgen und kann nicht für Analysen genutzt werden. Am besten sind Spots in der Mitte des Probenträgers zu analysieren. Für große Probenmengen sind 1 cm bzw. 0.5 cm Durchmesser eine sinnvolle Wahl, da hier mehr Kapazitäten zur Verfügung stehen (8 bzw. 24 Proben pro Probenhalter). Filterproben können direkt vor dem Einbringen in das NanoSIMS im Labor auf die passende Größe gebracht werden. Die Höhe der Probe mit Träger sollte 0.5 cm nicht überschreiten. 

Generelle Voraussetzungen für eine Analyse

    • Leitfähigkeit
      Die beim Beschuss der Probe entstehenden Ladungen müssen abfließen können. Dafür ist es nötig, dass die Probe leitfähig ist. Nicht leitfähige Proben müssen daher z.B. mittels eines Sputter Coaters mit einer entsprechenden Schicht versehen werden. Üblicherweise werden die Proben mit Metallen (z.B. Gold) oder Graphit beschichtet. Am IOW steht ein Sputter Coater zur Beschichtung mit Gold zur Verfügung.
    • Eignung für das Hochvakuum
      Die Probe muss ein Vakuum von bis zu 1.0*10-10 mbar erreichen und aushalten können. Die Proben sollten daher frei von Ölfilmen und Partikeln sein und nur mit Handschuhen angefasst werden. Die Dicke von in Harz eingebetteten Proben sollte möglichst gering sein, um das Ausgasen des Harzes zu beschleunigen. Auch bei dünnen Harzschichten ist eine Anlieferung der Proben mindestens eine Woche vor dem Analysenzeitpunkt ratsam, um sicher zu gehen, dass das nötige Vakuum erreicht wird.
    • Oberflächenbeschaffenheit
      Die Höhendifferenzen der Probenoberfläche sollten 10 µm nicht überschreiten, damit die Sekundärionenausbeute im zu analysierenden Bereich gleichmäßig ist und die Ionen nicht in unterschiedlichen Winkeln von der Probe emittiert werden. Je ebener die Oberfläche ist, desto zügiger und genauer ist die Analyse. Dünnschnitte anzufertigen kann hier ratsam sein.
    • Stabilität
      Die Probe wird in einem starken elektrischen Feld ausgesetzt. Das Linsensystem arbeitet mit +8000V bzw. -8000V und die erste Linse ist weniger als einen Millimeter von der Probe entfernt. Von der Probe dürfen sich unter diesen Bedingungen keine Partikel ablösen, da diese oder die Spannungsüberschläge, die sie verursachen, die Linsen verschmutzen oder zerstören könnten.
    • Identifizierbarkeit
      Der zu analysierende Bereich muss klar identifizierbar sein. Ein Übersichtsbild mit Makiereung der zu anlysierenden Probenspots ist hier am sinnvollsten. Am IOW steht ein Laser-Dissecting-Microscope zur Verfügung, mit dem im Durchlicht Übersichtsbilder z.B. von Filterproben erstellt und und Spots für die Analyse idetifiziert und markiert werden können.

Hinweise zu biologischen Proben

Messung im Hochvakuum bedeutet, dass aus biologischen Proben das Wasser vor der Messung entfernt werden muss. Einfaches trocknen ist eine Option. Um jedoch eine Umverteilung der zu analysierenden Elemente zu vermeiden kann eine Fixierung dr Proben sinnvoll sein. Bei wenig mobilen/schlecht löslichen Elementen wird zu chemischer Fixierung geraten. Bei löslichen/mobilen Elementen sollte Cryo-Fixierung genutzt werden.